Психофизиологические механизмы интеграции признаков в зрительном восприятии (1099369), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Нами исследованы механизмы интеграции признаков дляоднородных (трехлинейные фигуры) и разнородных (линии, отличающиесяпопространственнойориентацииипояркости)стимулов;вэлектрофизиологических опытах была показана роль вовлечения ресурсоввнимания. Как все это можно связать воедино в рамках теории векторногокодирования информации в нервной системе?Ввекторнойпсихофизиологииизвестныдвародаобъектов,осуществляющих интеграцию признаков. Это, во-первых, нейроны тождестваи новизны, потенциация синаптических контактов которых обеспечиваетформирование и хранение нервной модели стимула, отвечающей за угашениеориентировочного рефлекса и его растормаживание при достаточномизменении хотя бы одного из признаков, бывших стабильными.
Во-вторых,это гностические нейроны, селективно настроенные на сложный объект.(Соколов, 2003).Известно, что в отсутствие внимания вследствие отвлечения, как и примозговых дисфункциях системы внимания, возникают ошибки интеграциипризнаков – иллюзорные связывания (Treisman, Schmidt, 1982).
Известно, чтобазовым нейрофизиологическим механизмом непроизвольного вниманияявляется ориентировочный рефлекс. Показано, что при направлениивнимания на объект происходит сужение рецептивных полей нейронов,оптимально настроенных на данный объект (Reynolds, Desimone, 1999).Принцип сферичности, введенный в векторной психофизиологии (Фомин,Соколов, Вайткявичус, 1979), позволяет понять увеличение разрешающейспособности нейронов при этом процессе.Таким образом, представляется возможным предложить общую картинуинтеграции признаков и формирования образа восприятия сложного объекта.Образ восприятия в виде нервных моделей стимула и активированныхгностических нейронов поддерживается в головном мозге благодаряциркуляции таламо-кортикальных импульсов (Edelman, 1978; Иваницкий,1999; Llinas, 2003).
Изменение сенсорной стимуляции ведет к сигналу27рассогласования с нервной моделью, что вызывает ориентировочныйрефлекс. При этом, как правило, известно, на какую область пространства ина какой объект направляется внимание, и так мозг решает проблемупространственногосвязывания.Ориентировочныйрефлексповышаетчувствительность в области, в которую направлено внимание, вероятно, навсех уровнях нейросети. Измененная стимуляция поступает в сенсорнуюсистему и анализируется гностическими нейронами, на которых интеграцияпризнаковосуществляетсяпутемконвергенцииотдельныхканалов.Входящая стимуляция записывается в нервную модель стимула и, если она неявляется оптимальной ни для одного гностического нейрона, начинаетсяпроцесс перцептивного научения.
При этом на стадии формировании нервноймодели первоначально анализируются все воспринимаемые конкретнымнейроном новизны или тождества признаки стимула, как элементарные, так исигнализируемые гностическими нейронами, однако в нервную модельзаписываютсятольконаиболееустойчивые,ккоторымпроисходитпривыкание. Это происходит за счет кратковременного изменения структурысинапса и становится возможным благодаря циркуляции возбуждения вмозге, т.е. получению нескольких сенсорных посылок. Когда удается выявитьинварианты данного перцептивного образа, то есть стабильные его признаки,путем конвергенции формируется соответствующий ему гностическийнейрон, обладающий входами только от тех систем, которые обеспечиваютраспознавание стабильных, инвариантных для данного объекта признаков.Фактически, этот нейрон является долговременной копией сформированнойнервной модели стимула с менее пластичными синапсами.Отметим,чтоданноепредставлениеопроцессеформированияцелостного образа применимо также и к возможным механизмам настройкидетекторов в сензитивные периоды, поскольку не зависит от сложностиформируемых гностических нейронов.
Более того, оно предоставляетинструментнадстройкиновыхуровнеймозговыхсистемнадужесформировавшимися. Так, информация от рецепторов позволяет выявить28упорядоченные изменения яркости (концентрические рецептивные поля),информация от них уже позволяет выявить линии, и так далее. Такформирование гностических нейронов более высокого уровня становитсяочередным этапом развития сенсорной системы.Таким образом, согласно предлагаемому подходу, интеграция признаковосновывается на принципе конвергенции.
Она возможна в тех случаях, когдастимул во всей своей воспринимаемой сложности сохраняется в нервноймодели, а также в случаях, когда находится соответствующий стимулугностический нейрон,ужеобладающий полнымнаборомсвязанныхпризнаков.Данная модель позволяет применить принцип конвергенции, избегаяпроблемы, которую порождает комбинаторно возможное число сочетанийпризнаков. Нейронные ансамбли позволяют передавать векторный код,нормированный в соответствии с принципом сферичности. Ориентировочныйрефлекс выступает как механизм достройки и дифференциации образавосприятия, следствием которого является синхронизация активностиспециализированных нейросетей, одновременно кодирующих различныепризнаки стимулов.
Автоматическая обработка сенсорной информациипроизводится за счет нейронов-детекторов; обработка новой информацииосуществляется с помощью нервных моделей стимула, на базе которыхформируются новые гностические нейроны. Реверберация возбужденияпозволяет сделать этот процесс циклическим, чтобы поэтапно корректироватьпараметры фокусировки внимания и улучшать различение сложных стимуловпо мере формирования их нервных моделей.Становится понятно, отчего иллюзорные связывания затрагивают толькопростые объекты, но не предметы, свойства которых известны зрительнойсистеме и воспринимаются сразу как целостность (Трейсман, 1987).
Всоответствии с этой моделью, нарушения системы внимания вызываютошибки интеграции признаков по той причине, что зрительная система29получает неверную информацию о том, куда направлен ориентировочныйрефлекс, либо по причине нарушения самого ориентировочного рефлекса.Таким образом, обсуждаемая модель интеграции признаков в нервнойсистеме согласуется с рядом экспериментальных данных нейрофизиологии ипсихологии.Принципиальнаяновизнаэтоймоделидлявекторнойпсихофизиологии состоит во введении пластичных элементов в системувосприятия. Проверкой модели стало бы построение соответствующей ейискусственной нейронной сети, обучаемой различению сложных объектов.В настоящем исследовании рассматривается проблема интеграциинаиболее элементарных признаков. Вместе с тем, ключевой для психологиивосприятия феномен предметности также является результатом процессаинтеграции признаков, но уже высшего порядка.
До недавнего времени несуществовало технических средств, позволяющих осуществлять контрольнезависимой переменной в исследованиях восприятия сложных объектов внеобходимыхпределах.Крометого,исследованияпредметностисталкивались с серьезной методологической проблемой выбора междучистотой эксперимента и его экологической валидностью. Есть основанияполагать, что указанные проблемы могут быть решены за счет использованиятехнологиивиртуальнойреальности,котораястановитсяоднимизэффективных методов исследования в психологии (Зинченко Ю.П., 2011).Технологиявиртуальнойреальностипозволяетпредъявлятьиспытуемому сколь угодно сложную и экологически валидную зрительнуюстимуляцию, полностью контролируя все аспекты моделируемой ситуации.Такимобразом,представляетсявполневероятным,чтопроблемапредметности восприятия будет решена с привлечением экспериментальныхданных, полученных в условиях помещения испытуемого в виртуальнуюреальность.На данный момент технология виртуальной реальности используется дляизучения таких проблем в области психологии восприятия, как феноменслепоты к изменению (Steinicke, Bruder, Hinrichs, Willemsen, 2011),30восприятиеудаленности(Li,Phillips,Durgin,2011),константностьвоспринимаемой скорости движения объекта (Distler, Gegenfurtner, van Veen,Hawken, 2000).
Дальнейшее развитие и интеграция этой технологии впсихологические и психофизиологические исследования позволит решать иболее сложные задачи, к которым относится и проблема предметности.Необходимым условием этого является проведение экспериментальныхисследований принципиально нового типа, в основу которых должна лечьнейрофизиологически правдоподобная и в то же время согласующаяся споведенческими данными теория интеграции признаков. Возможно, чтометодологической основой такой теории может послужить векторнаяпсихофизиология, воплощающая исследовательский принцип «Человек –Нейрон – Модель».ВЫВОДЫ:Основной вывод.
Интеграция признаков в зрительной системе человекаосуществляется нейронными сетями, организация которых соответствуетпринципам теории векторного кодирования информации в нервной системе, аименно принципу сферичности и принципу векторного кодирования. Приэтом интеграция признаков осуществляется за счет конвергенции отдельныхканалов.Частные выводы.1. Различение сложных стимулов, построенных путем сочетания простыходнородных стимулов, а именно трехлинейных фигур, для каждого израссмотренныхтиповтрехлинейныхфигуросуществляетсядвухканальным модулем, подчиняющимся сферическому закону.2. Интегральнаянейроннаясеть,осуществляющаяразличениетрехлинейных фигур всех рассмотренных типов, осуществляется такимтрехканальным модулем, что первые каналы каждого из трех модулейактивируют один и тот же канал интегральной сети, а вторые каналыдвухканальных модулей активируют еще два канала интегральной сети.313.
Различение простых стимулов, отличающихся по яркости, в задачезрительного поиска осуществляется за счет двухканального модуля,однако вследствие малой кривизны дуги в субъективном пространстве вмалых диапазонах может быть аппроксимировано одноканальныммодулем.4. Различение простых стимулов, отличающихся по пространственнойориентации, в задаче зрительного поиска осуществляется за счеттрехканального модуля, подчиняющегося сферическому закону.5. Различение сложных стимулов, отличающихся по пространственнойориентации и по яркости, в задаче зрительного поиска осуществляетсязасчетчетырехканальногомодуля,являющегосякомбинациейодноканального модуля различения яркости и трехканального модуляразличения пространственной ориентации.6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
